Информатика
Проектирование
Геометрия
Алгебра
Курсовой
Графика
Электротехника
Задачи

Сопромат

Лабораторные
Методика
Физика
Чертежи
Энергетика
Математика
Реактор

Лабораторная работа 306

Определение показателя преломления вещества по углу БРЮСТЕРА

Цель работы - определить показатель преломления призмы по углу Брюстера.

Из теории следует (см. раздел 2), что если поляризованный свет, колебания вектора Е которого происходят в плоскости падения луча, падает на призму под углом Брюстера aБр (), то интенсивность отраженного луча равна нулю. В данной работе плоскость падения является горизонтальной (совпадает с плоскостью рис. 15).Абсолютный показатель преломления первой среды (воздуха) равен единице, то относительный показатель преломления n21 равен абсолютному показателю преломления n вещества призмы. Таким образом, чтобы определить абсолютный показатель преломления призмы, достаточно найти такой угол падения a, при котором интенсивность отраженного света будет равна нулю.

Описание установки.


Оптическая схема и внешний вид установки приведены соответственно на рис. 15 и 16.


На оптической скамье устанавливаются осветитель 1, поляризатор во вращающейся оправе 2, диафрагма 3, гониометрический столик 4, на котором крепится призма 5. Экран 6 устанавливается на отдельной оптической скамье сбоку от призмы.

Луч от осветителя 1, проходя через поляризатор 2 и диафрагму 3, падает на грань призмы 5 и отражается на экране 6. Угол падения луча a регулируется поворотом гониометрического столика 4. Плоскость колебаний поляризованного луча регулируется вращением оправы поляризатора 2.

Порядок выполнения работы.

Включить блок питания 7 осветителя в сеть 220 В.

Расположить осветитель 1, поляризатор 2, диафрагму 3 на оптической скамье так, чтобы их центры находились на одной прямой (световое пятно должно находиться в пределах диафрагмы).

Затем необходимо совместить плоскости колебания поляризованного луча с плоскостью падения, т.е. ориентировать ее горизонтально.

Для этого вращением гониометрического столика 4 блик, отраженный от передней грани призмы 5, направить на диафрагму 3 и отсчитать показание гониометра a0, которое будет служить нулевым отсчетом.

Далее необходимо повернуть гониометрический столик на угол ~50° (относительно a0) и наблюдать на экране 6 блик, отраженный от передней грани призмы.

Вращая кольцо поляризатора 2, добиться наибольшего погашения отраженного луча на экране. Освещенность будет наименьшей, если плоскость поляризатора будет совпадать с плоскостью падения, т.е. расположена горизонтально.

Поворачивая гониометрический столик 4, добиться полного погашения отраженного луча на экране. Зарегистрировать угол поворота a.

Вычислить угол Брюстера aБр по формуле  и определить показатель преломления вещества призмы n по формуле . Полученные результаты занести в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п

a0, град

a, град

aБр, град

n

Повторить измерения n согласно пунктам 3-6 три раза. Произвести оценку ошибок полученных результатов по следующей схеме:

 6.1. Вычислить среднее арифметическое значение n:

 6.2. Найти остаточные ошибки отдельных измерений:

  6.3. Вычислить среднюю квадратичную ошибку среднего значения:

  6.4. При заданной доверительной вероятности d = 0,95 по таблице Стьюдента найти коэффициент Стьюдента для трех измерений, td.

  6.5. Оценить границы доверительного интервала результата измерений:

  6.6. Вычислить относительную погрешность результата измерений:

  6.7. Окончательный результат записать в виде

  при d = 0,95.

 6.8. Сравнить полученное значение с табличным nТ =

Контрольные вопросы.

Что называется естественным и поляризованным светом?

Способы получения поляризованного света.

Каков характер поляризации отраженного и преломленного лучей, возникающих при падении естественного света на поверхность диэлектрика?

Какие колебания вектора Е относительно плоскости падения преобладают в а) отраженном, б) преломленном лучах?

При каком угле падения естественного света на поверхность диэлектрика отраженный луч полностью поляризован?

Чему равна интенсивность отраженного и преломленного лучей, если падающий под углом Брюстера свет имеет колебания вектора Е а) в плоскости падения, б) перпендикулярно плоскости падения?

В дальнейшем, с развитием теории электромагнетизма было установлено, что свет представляет собой электромагнитную волну, а с развитием представлений о пространстве и времени (теория относительности) отпала надобность в эфире, в котором распространяются электромагнитные колебания. Однако, несмотря на достижения волновой теории света в объяснении различных явлений, выявились и ее затруднения.

Курс электрических цепей